عندما ينطلق العلماء لاستكشاف و تفسير الظواهر الطبيعية ، فإنها غالبا ما تبدأ بملاحظات محددة تسلط الضوء على سؤال أو مشكلة معينة. ثم تُثير إجابة أوحل ممكن ، و المعروفة باسم فرضية. هذا النوع من التفكير المنطقي ، الذي يستخدم الملاحظات للوصول إلى استنتاجات عقلانية عامة ، يسمى الاستدلال الاستقرائي.

بعد أن تم إنشاء الفرضية ، يستنتج العلماء أن بعض الأحداث يجب أن تحدث إذا كانت الفرضية صحيحة. يستخدم الباحثون هذه التنبؤات ، نتيجة الاستدلال الاستنتاجي ، لاختبار الفرضية. و بالمقارنة مع الاستدلال الاستقرائي ، يعمل الاستدلال الاستنتاجي في الاتجاه المعاكس ، بدءاً بالمبادئ العامة أو القوانين (أي الاستنتاجات) و استخدامها للتنبؤ بنتائج محددة (أي الملاحظات المستقبلية). و غالبا ما يتم صياغة الاختبارات الاستنتاجية على النحو ”إذا...إذن“ العبارات: إذا كانت الفرضية صحيحة ، إذن ينبغي أن يُلاحظ التنبؤ.

على الرغم من أن الاستدلال الاستنتاجي هو في صميم العلم القائم على الفرضية ، في حين يرتبط الاستدلال الاستقرائي في الغالب بالعلم الوصفي ، فإن كلا الشكلين من المنطق جزء لا يتجزأ من البحث و غالبا ما يرتبطان معاً في نفس التجارب.